Was ist Fusionsenergie?

Fusion Energy ist die Extraktion von Energie aus Bindungen zwischen Partikeln in den Atomenkernen, indem diese Kerne zusammen verschmelzen. Um die meisten Energie zu gewinnen, müssen leichte Elemente und Isotope wie Wasserstoff, Deuterium, Tritium und Helium verwendet werden, obwohl jedes Element mit einer Atomzahl, die niedriger als Eisen ist, bei Fusion Nettoenergie produzieren kann. Die Fusion steht im Gegensatz zur Spaltung, dem Prozess, bei dem Energie erzeugt wird, indem schwere Kerne wie Uran oder Plutonium zerbrochen werden. Beide gelten als Kernenergie, aber die Spaltung ist einfacher und besser entwickelt. Alle heutigen Kernkraftwerke arbeiten basierend auf Spaltergie, aber viele Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass ein Kraftwerk, das auf Fusionsenergie basiert, vor 2050 entwickelt wird. Herkömmliche A-Bomben basieren auf Spaltung, während H-Bomben oder Wasserstoffbomben auf Fusion basieren. Die Fusion umwandelte Materie effizienter in Energie und erzeugt mehr Wärme und TEMperatur, wenn der Prozess in eine Kettenreaktion geleitet wird. Somit haben H-Bomben höhere Ausbeuten als A-Bomben, in einigen Fällen mehr als 5.000-mal höher. H-Bomben verwenden einen Spalt "Booster", um die erforderliche Temperatur für die Kernfusion zu erreichen, die ungefähr 20 Millionen Grad Kelvin beträgt. In einer H-Bombe werden ungefähr 1% der Reaktionsmasse direkt in Energie umgewandelt.

Fusionsenergie, nicht Spaltung, ist die Energie, die die Sonne versorgt und all seine Wärme und Licht produziert. In der Mitte der Sonne werden ungefähr 4,26 Millionen Tonnen Wasserstoff pro Sekunde in Energie umgewandelt, wodurch 383 Yottawatt (3,83 × 10 ²⁶ W) oder 9,15 × 10 ¹⁰ Megatons von TNT pro Sekunde produziert werden. Das klingt nach viel, aber es ist eigentlich ziemlich mild unter Berücksichtigung der Gesamtmasse und des Volumens der Sonne. Die Energieerzeugnisrate im Sonnenkern beträgt nur etwa 0,3 W/m ³ (Watt pro KubikumMeter), mehr als eine Million Mal schwächer als die Energieerzeugung, die in einem Glühbirnenfilament stattfindet. Nur weil der Kern so groß ist, erzeugt er mit einem Durchmesser, der etwa 20 Erden entspricht, so viel Gesamtenergie.

seit mehreren Jahrzehnten haben Wissenschaftler daran gearbeitet, die Fusionsenergie für die Bedürfnisse des Menschen zu nutzen, aber dies ist aufgrund der hohen Temperaturen und Drucke schwierig. Mit Fusionsenergie kann eine Kraftstoffeinheit von der Größe eines kleinen Kugellageres so viel Energie wie ein Benzin -Benzin erzeugen. Leider haben alle Versuche der Fusion -Stromerzeugung ab 2008 mehr Energie verbraucht als sie produziert haben. Es gibt zwei grundlegende Ansätze: Verwenden Sie ein Magnetfeld, um ein Plasma auf die kritische Temperatur (Magnetfusion) zu komprimieren oder Laser mit einem so intensiven Ziel zu feuern, dass sie es an der kritischen Schwelle für die Fusion (Trägheitsbeschränkung Fusion) hinaus heizen. Beide Ansätze haben mit der Nation erhebliche Mittel erhaltenAL Zündeinrichtung (NIF), die 2010 für die Inertiale Einschränkung fusion und online gestellt wird, und der internationale thermonukleare experimentelle Reaktor (ITER), der nach magnetischer Begrenzungsfusion versucht und 2018 online kommt.